1、最新 COVID-19 研究年度進展 2021 (全文)摘要由嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒 2 (SARS-CoV-2 )引起的 2019 年冠狀 病毒疾病( COVID-19 )已經在全球多個國家引起大流行，該病毒傳染性 強、致死率高，部分變異株在病毒傳播性、致病性和免疫原性等多方面發 生變化。無癥狀感染和有癥狀感染的 COVID-19 患者在免疫特征上存在異 質性；不同年齡階段的 COVID-19 患者的臨床表現也不盡相同。 目前無治 療 COVID-19 的特效藥物， 疫情控制需依賴新型冠狀病毒疫苗的接種， 如 核酸疫苗、滅活疫苗、病毒載體疫苗、蛋白質疫苗等。本文通過對新型冠 狀病毒的變異

2、、臨床表現、治療和疫苗等方面文獻的復習，展現目前相關 研究的進展。由嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒 2 (SARS-CoV-2 )引起的 2019 年冠狀 病毒疾病( COVID-19 )已經在全球多個國家引起大流行；與此同時，關 于 SARS-CoV-2 的研究也全面展開，本文針對 SARS-CoV-2 的變異、臨 床特征、治療及疫苗開發等進展做以介紹。一、新型冠狀病毒的變異及其感染機制與流行性感冒病毒相比，新型冠狀病毒復制存在內部校對機制故變異較 慢，SARS-CoV-2在人群中的突變速率約為 8 X10-4/位點/年，是流感病毒突變速率的 1/61/21 1 。截至 2021 年 9 月 3

3、0 日，基于 Pango 命名法，依據 SARS-CoV-2 的基因組變異變遷將其劃分為 1 285 種亞型或 分支。其中一些變異株在病毒傳播性、致病性和免疫原性等多方面發生變 化。世界衛生組織將重要變異株劃分為“關切變異株 （variant of concern ， VOC） ”和“關注變異株（variant of interest, VOI） ”。WHO 認定的 VOC變異株有 4 個，分別為 B.1 .1 .7（Alpha ）、B.1.351 （Beta ）、P.1（Gamma ）、 B.1.617.2（Delta ）；VOI 變異株有 2 個，分別為 C.37（Lambda ）和 B.

4、1.621 （Mu ）2。Alpha 變異株最早于 2020 年 9 月 20 日在英國東南部出現，截至 2021 年 9 月 28 日， WHO 已通報 193 個國家和地區流行或監測發現 Alpha 變 異株20除D614G夕卜，Alpha變異株的S蛋白發生了 HV69-70del 、Y 144del、N501Y、A570D、P681H、T716 I、S982A 和 D1118H 八個 氨基酸突變，部分毒株的 S 蛋白序列還出現了 S484K 、 S452R 等氨基酸 突變位點0 研究發現 Alpha 變異株傳播力增強 43%90% ，所致感染住院 率增加 1.401.63 倍，死亡風險增

5、加 1.611.64 倍 30Beta 變異株最早于 2020 年 8 月初在南非出現， 隨后成為南非三省的主要 流行株0截至 2021 年 9 月 28 日， WHO 已通報 142 個國家和地區流行 或發現了 Beta變異株2 。除D614G夕卜，其S蛋白出現了包括L18F、D80A 、 D215G 、 LAL242-244del、 K417N 、 E484K、 N501Y 和 A701V 在內的 10 個氨基酸突變， 其中僅約半數毒株中存在 L18F 變異。南非一項 研究結果顯示， Beta 變異株在傳播力及住院病死率方面都有增強， 分別提 高了 50% 和 20% 左右。另外， Bet

6、a 變異株出現了明顯的免疫逃逸能力， 不僅能夠逃逸多種治療性單抗，還能降低自然感染者恢復期血清的中和抗 體效力 4 。多種疫苗接種者血清對 Beta 假病毒的中和活性有不同程度 的降低（ 1.642.4 倍） 5。Gamma 變異株最初于 2020 年 12 月底在巴西北部流行， 截至 2021 年 9 月 28 日， WHO 已通報 96 個國家和地區流行或發現了 Gamma 變異株 2。除 D614G 外， Gamma 變異株的 S 蛋白還發生了 12 個氨基酸突 變（ L18F 、 T20N 、 P26S 、 D138Y 、 R190S 、K417T 、 E484K 、 N501Y 、

7、H655Y 、T1027I 、V1176F 和 S681H ）。研究發現 Gamma 變異株傳播力 可能是野生型毒株的 1.72.4 倍，尚未發現致病性的改變 4。Delta 變異株最早于 2020 年 12 月在印度發現， 并在 2021 年 4 月引起了 印度第二波新冠病毒感染大流行。 Delta 變異株最初被認為是一種 VOI 而 非 VOC ，后因其在世界各地迅速蔓延并成為主要流行毒株， 2021 年 5 月 WHO將其歸類為 VOC變異株20除D614G夕卜，Delta變異株S蛋白 多同時攜帶包括 T19R 、G142D 、156del 、157del 、R158G 、L452R、

8、T478K、R681R、D950N 和S417N 在內的10種變異。法國一項研究結 果顯示，因為對Delta變異株S蛋白的結合能力下降，多種治療性單抗對Delta 變異株無效，自然感染者恢復期血清的中和抗體對其也幾乎無抑制 作用；疫苗接種者血清中針對 Delta 變異株的中和抗體滴度較 Alpha 變異 株低 35 倍6 。SARS-CoV-2 以血管緊張素轉化酶 2(ACE2 )作為主要受體或通過宿主 細胞表面的跨膜絲氨酸蛋白酶 2(TMPRSS2 )或跨膜絲氨酸蛋白酶 11D ( TMPRSS11D )對受體附著的刺突蛋白進行蛋白裂解，促進膜融合過程 和病毒感染性 7。另外，研究者也發現

9、AXL 作為一種新型宿主受體， 可促進 SARS-CoV-2 進入人體細胞，且其在 SARS-CoV-2 感染中的功能 與 ACE2 無關 8 。病原體進入宿主體內后，誘發固有免疫和適應性免疫異常或過度反應，IL-1、IL-6、腫瘤壞死因子(TNF ) - a、單核細胞趨化蛋白1 (MCP-1 ) 等促炎因子大量釋放，形成了細胞因子風暴，造成全身系統性的高炎癥狀 態。在危重患者中， COVID-19 患者外周白細胞和中性粒細胞早期升高以 響應促炎細胞因子，并通過不同的方法介導中性粒細胞進行病毒清除。中 性粒細胞外誘捕網( NET )是其中一種機制，一方面它可以在胞外殺滅病 原體，但另一方面 N

10、ET 產生過多或者清除障礙會導致血栓形成、 內皮和組 織損傷。而隨著疾病進展，適應性免疫系統的癱瘓導致的免疫抑制可能引 起病原體清除障礙、繼發感染、潛伏病原體激活、炎癥遷延進而導致器官 衰竭及死亡 9。二、臨床表現的異質性與宿主免疫的關系研究發現 COVID-19 不同嚴重程度、 不同時期免疫特征顯著不同， 單核細 胞增殖能力隨著疾病嚴重程度加重而上升，無癥狀感染者及輕癥患者在疾 病早期出現迅速的 CD8+T 細胞反應， 重癥 COVID-19 患者外周血中未成 熟中性粒細胞比例及數量、 炎癥因子水平升高； 重癥 COVID-19 患者在疾 病后期炎癥持續存在， 而輕癥患者已恢復至正常10,

11、11, 12 。 Meyerowitz 等13提出需要對 SARS-CoV-2 持續無癥狀感染的特征進 行準確、系統的研究， 有助于更好地了解 COVID-19 疾病嚴重程度、 病理 學、傳染性、免疫學特征并有助于制定防控策略。 Gao 等14認為隱性 感染無癥狀感染者和輕型患者機體中細胞免疫占優勢，而普通型和重型患 者則是體液免疫處于主導地位；而 Mazzoni 等15則認為隱性感染無 癥狀感染者的細胞免疫和體液免疫反應均弱于有癥狀感染者，并且還發現 隱性感染無癥狀感染者的免疫檢查點分子表達量下降，推測由于有癥狀感 染者機體產生的免疫反應無法迅速、有效地清除病毒，從而導致免疫細胞 被重復激活

12、。一項研究比較了無癥狀感染者和持續感染患者之間的病毒載 量和抗體指標，無癥狀感染者的病毒載量明顯低且抗體存在時間短，提示 無癥狀感染者所產生免疫反應不足以預防再次感染 1 6 。另一項研究縱 向比較了無癥狀感染和有癥狀患者之間的T細胞譜，發現兩組之間T細胞分布相似，但無癥狀感染組IFN- 丫和IL-2水平更高，這與無癥狀感染發生 時抑炎因子IL-10和促炎因子IL-6、TNF- a及IL-1 B成比例分泌有關，而 在有癥狀患者中 T 細胞分泌的因子比例失調， 因此無癥狀感染者不一定是 抗病毒免疫反應弱，而是這些個體產生了更高效的病毒特異性細胞免疫反 應17 無癥狀感染包括隱性感染無癥狀感染者和

13、潛伏期無癥狀感染者，這兩種概念均基于對病例的回顧，對于疫情防控及疾病診治具有一定的“滯后性”0 因此， 我們團隊提出了 SARS-CoV-2 沉默感染階段（ silent SARS-CoV-2 infection stage ，SSIS）的概念，處于該階段的人群有 2個可能的轉歸方 向：（ 1 ）始終不出現癥狀，即持續無癥狀感染者或者隱性感染無癥狀感染 者；（2）經過一段時間后出現癥狀或者肺部影像學異常，轉為確診患者， 即潛伏期無癥狀感染者。我們通過整合質譜流式技術（CyTOF ）、轉錄組測序（ RNA-seq ）和血漿微量蛋白的 Olink 檢測技術，對 19 例持續無癥 狀感染者、 12

14、例潛伏期無癥狀感染者、 47 例年齡和性別比例與兩組無癥 狀感染者均匹配的輕型和普通型 COVID-19 患者以及 27 名健康志愿者的 外周血標本進行檢測，發現持續無癥狀感染者與潛伏期無癥狀感染者均存 在可以被檢測發現的免疫學改變0與持續無癥狀感染者不同的是，潛伏期 無癥狀感染者外周免疫細胞中 CD107alow 經典型單核細胞、過渡型單核 細胞、非經典型單核細胞以及 CD62Lhi CD8+Tna?ve 細胞比例均下降， 并且血漿蛋白中 STC1 也是減少的， 而 CD4+NK T 細胞比例是上升的0 我 們推測潛伏期無癥狀感染者機體存在一種獨特的免疫表型，主要表現為單 核細胞過度活化和分

15、化阻滯、淋巴細胞耗竭和免疫抑制，這揭示了導致 SSIS兩種截然不同疾病進展方向的免疫機制18 o三、不同年齡段患者的臨床特征1. 兒童 COVID-19 患者的臨床特征： COVID-19 通常對兒童的影響較小， 兒童感染進展更慢；兒童感染新型冠狀病毒后病情進展更慢的原因包括： 高濃度的 ACE2 受體、 持續存在母源抗體、 免疫活躍、 接觸的病毒載量低、 高的淋巴細胞計數、在年齡小的兒童咽喉和氣道中發現定植的病毒群阻止 新型冠狀病毒的克隆等。基于 25 項研究、 2 446 例兒童 COVID-19 患者的薈萃分析顯示，發熱是 兒童最常見的癥狀且持續時間比成人更久，典型的急性上呼吸道感染癥狀

16、 如喉嚨痛和流鼻涕在患兒中很少觀察到， 16.8% 有腹瀉或惡心，兒童消化 道癥狀比成人更常見；一半以上患兒進展到肺，胸部影像學以磨玻璃改變 最常見，需要關注兒童中混合感染的比例高達 37.7% 19 。2. 青壯年 COVID-19 患者的臨床特征： 青壯年患者臨床表現可能更嚴重， 更易出現發熱、肌肉痛、消化道癥狀、咳嗽、胸痛和嗅覺喪失等表現，可 能是免疫應答更強的結果；同時，接受機械通氣的年輕患者相比其他年齡 段患者預后更好，可能與功能儲備和恢復能力較好有關。 在嚴重 COVID-19 和死亡的年輕患者中，肥胖是公認的危險因素，有研究認為是由于與腹部 內臟脂肪過多相關的促炎癥狀態和脂肪組織

17、里 ACE2 受體的高表達 20 此外，淋巴細胞減少、 D-二聚體、高敏心肌肌鈣蛋白 I (hs-CTnl )、高敏 C 反應蛋白( hs-CRP )升高水平可預測青壯年嚴重 COVID-19 的預后， 是其死亡獨立的危險因素 21 。3. 老年 COVID-19 患者的臨床特征：多項研究認為老年 COVID-19 患者 死亡風險增加，我們團隊匯總了上海多家定點醫院發熱急診明確診斷的221 例病例，發現年齡與淋巴細胞計數( r=-0.432 ， P<0.001 )和白蛋白 水平(r=-0.569 ，P<0.001 )呈明顯負相關60歲的患者表現為更高水 平的血尿素氮( 5.83 m

18、mol/L vs 4.42 mmol/L ， P<0.001 )、乳酸脫氫酶(272.8 U/L vs 249.0 U/L ， P=0.004 )和炎癥指標；其中雙側受累的患 者( 89.4% vs 74.3% ， P=0.006 )有更多肺葉受累( 4.15 vs 3.34， P<0.001 )，細菌合并感染( 12.9% vs 4.4% ， P=0.021 )占比更高，具有 更長病程和更多的呼吸衰竭；年齡對患者病情和預后的影響在老年男性中 體現得尤為明顯，可能不同性別對病毒易感性不同0 Zheng 等 22研 究發現老年人的 T 細胞極化和免疫細胞基因表型更傾向炎癥表型， 而易

19、感SARS-CoV-2 的基因也在老年人群中相對上調；另一方面， SARS-CoV-2 進一步增強衰老導致的炎癥風暴0另外，衰老與 ACE2 過表達、性激素和 生長激素的減少、 營養不良和維生素 D 缺乏、 線粒體功能障礙和氧化應激 障礙、合并癥增多和運動量減低等相關的諸多效應密切相關，老年人感染 新冠后更多出現如 ARDS 、血栓形成、腎功能衰竭等合并癥，共同導致了 老年人群 COVID-19 嚴重程度和病死率更高 23, 24, 25 0四、COVID-19 治療進展1. 抗病毒治療： WHO 的 Solidarity 試驗結果顯示，在總病死率、住院時 間方面，洛匹那韋、 瑞德西韋、 羥氯

20、喹治療對住院患者幾乎沒有影響 260 隨機對照試驗結果表明，羥氯喹作為接觸前預防或暴露后預防也都沒有明 顯的益處。多中心、隨機、雙盲、對照的 2 期試驗結果顯示，吸入霧化干 擾素B-1a （SNG001 ）能改善患者癥狀，并加速恢復。2. 免疫治療：一項在美國 49 個中心進行的 2/3 期隨機試驗結果顯示，對 于無需住院的輕中度患者， 中和抗體 bamlanivimab-etesevimab 聯合治 療可顯著降低病毒載量， 而 bamlanivimab 單藥療法對病毒載量的影響不 顯著。REGN-COV2 療法（由2種SARS-CoV-2 特異性抗體組成） 的2/3 期雙盲試驗報道， REG

21、N-COV2 可降低非住院患者的病毒載量，且安全性 良好。多中心、隨機、對照 2 期試驗報道， Ly-COV555 （一種單克隆中和 抗體）可降低門診患者的病毒載量和住院風險，但另一項隨機試驗報道 LY-CoV555 與瑞德西韋聯合治療未加快住院患者的恢復時間。對于中、重度及危重患者， IL-6 受體拮抗劑 Tocilizumab 或 Sarilumab 未能顯著改善臨床狀況。回顧性單中心隊列研究報道IL-1 受體拮抗劑anakinra 不能改善重度患者的預后 27。多中心、開放標簽、隨機試驗 發現 anakinra 也不能改善輕中度患者的預后 28。多中心、 隨機、 雙盲、 安慰劑對照的3期

22、試驗顯示，IL-1 B抑制劑canakinumab 對于重癥患者也 沒有明顯療效。3. 糖皮質激素：巴西的多中心、隨機、開放標簽研究顯示，靜脈注射地塞 米松增加了中重度患者不需呼吸機的天數，但對 28 d 的全因病死率無明 顯影響。在法國進行的多中心隨機雙盲序貫試驗報道，氫化可的松未顯著 減少重癥患者 21 d 的病死率或機械通氣率。中國多中心臨床研究結果顯 示，糖皮質激素治療重癥患者增加了 28 d 病死率，并延遲病毒清除。 RECOVERY 研究報道在 COVID-19 住院患者中，地塞米松的使用降低了 28 d 病死率，但在未接受呼吸支持的患者中沒有觀察到地塞米松的明顯益 處29 。有研

23、究結果顯示，吸入布地奈德可縮短早期感染后的恢復時間、 減少并發癥 30 。4. 抗凝：多中心、隨機試驗結果顯示，在危重患者中，與標準劑量相比， 中等劑量的肝素在治療靜脈或動脈血栓形成復合物的主要轉歸方面沒有 顯著差異，也未觀察到 30 d 內病死率的明顯改善。另一項開放性、適應 性、多平臺、隨機臨床試驗報道，與常規預防血栓相比，治療劑量的肝素 未增加危重患者的無器官支持天數或出院存活率。多平臺、對照試驗結果 顯示，肝素治療減少了非危重患者的器官支持使用并改善了預后。五、新冠病毒疫苗研究進展目前開發的新冠病毒疫苗包括核酸疫苗、滅活疫苗、病毒載體疫苗、蛋白 質疫苗等，疫苗的有效性和不良反應是目前重點關注的問題。核酸疫苗通過 DNA 或 RNA 傳遞病毒的遺傳信息給人類細胞，使后者表 達新冠病毒棘突蛋白， 從而引起免疫應答。 DNA 疫苗 ZyCoV-D 在印度已 被批準緊急使用，在I期臨床試驗中顯示出了較好的安全性、耐受性和免 疫原性。 mRNA 疫苗 BNT1